JP4392800B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本願発明は、乗用型コンバインに関するものである。

稲用の乗用型コンバインは、クローラを備えた走行機体とその前方に高さ変更可能に配置した刈取部とを主要要素として構成されており、走行機体にはエンジンが搭載されていると共に、脱穀部やグレンタンク等を備えている。他方、刈取部は、分草体、タインを取付けた掻き上げチェン、カッター等を備えており、刈取部には、走行機体に設けたエンジンから動力が伝達される。

刈取部を走行機体に高さ調節可能に取付ける構造としては、一般に、平面視で前後方向に延びる第２筒体に刈取部を取付けて、第２筒体を、その後端部を中心に上下回動するように走行機体に取付け、更に、第１筒体のうち回動支点よりも手前側の部分を、前後長手でかつ後端を中心にして上下回動するように走行機体に取付けられた油圧シリンダの前端（ピストンロッドの前端）に連結し、油圧シリンダで第２筒体を回動させることによって刈取部を昇降させている。

そして、第２筒体の内部に配置した第２駆動軸の回転を通じて刈取部に動力を伝達するようになっており、また、第２筒体には左右横長の第１筒体が固定されており、第１筒体の内部に第１駆動軸を配置し、この第１駆動軸からベベルギアを介して前記第２駆動軸に動力を伝達し、更に、第１駆動軸にはベルトを介してエンジンからの動力が伝達されるようになっている。

そして、刈取部や脱穀部等の保守点検や修理等の便宜のため、刈取部は、走行機体の外側に向けて水平回動させ得る（すなわち開き回動させ得る）ようになっている。刈取部を水平回動させる機構として特許文献１，２には、走行機体に設けた鉛直支軸に、第１駆動軸を覆っている第１筒体（横筒）を水平回動自在に取り付けることが記載されている。すなわち、従来は、第１駆動軸が内蔵されている第１筒体を刈取部の支持部材に兼用している。
特許第３５２９３２７号公報 特開２００４−１６１１１号公報

刈取部を開き回動させると刈取部は片持ち梁の状態になるが、刈取部は相当の重量があるため、支持箇所に大きなモーメントが作用する。この点については、刈取部に、開き回動させた状態で接地する車輪を設けることも考えられるが、このように車輪（或いはキャスター）を設けると、圃上や未舗装道路でメンテナンス作業の必要が生じた場合に対応しにくいという問題がある。

従って、支え用の車輪を設けることなく刈取部を開き回動させ得るには、前記両公報では第１筒体及びこれに対する軸受け部を極めて頑丈な構造にしなければならない。特に、第１筒体と軸受け部とが嵌まりあっている部分の軸方向の長さには限度があるため、モーメントによる応力が軸受け部分に集中して作用することになり、そこで、第１筒体と軸受けと鉛直支軸等の部材を頑丈な構造にせざるを得ないのみならず、第１筒体等の部材は元々形態が制約されているため頑丈な構造にするとしても限度があり、このため、例えば、刈取部を開き回動させての作業中に何らかの理由で刈取部に下向きの荷重が掛かると、部材が破損したり変形したりする虞が発生する問題がある。

本願発明は、このような問題を解消することを課題とするものである。

開き回動した刈取部を安定的に支持するための手段として本願発明者は、支持専用のブラケット装置を案出した。そして、ブラケット装置のより改良された形態として本願発明を完成させるに至った。

すなわち請求項１の発明は、操縦席及び脱穀部を有すると共にエンジンを搭載した走行機体と、前記走行機体の前方に配置された刈取部とを備えており、走行機体の前部のうち左端寄り部位又は右端寄り部位に起立姿勢の鉛直支軸を立設しており、この鉛直支軸に、前記刈取部を支持した状態で水平回動し得る片持ち梁状のブラケット装置が装着されているコンバインにおいて、前記ブラケット装置は、前記鉛直支軸に回転自在に嵌まったブッシュと、ブッシュから半径外向き方向に延びる上下複数本の中空状アームとを備えており、前記上下複数本の中空状アームを、それら中空状アームの片面又は両面に固着された補強板によって連結している点に特徴を有している。

請求項２の発明は、請求項１において、前記ブラケット装置は上下２本の中空状アームを備えており、上方の中空状アームは水平状に配置されている一方、下方の中空状アームは、ブッシュに対する取付け箇所が最も低くて自由端に行くに従って高さが高くなるように傾斜させており、更に、前記補強板は、その上端は水平状に延び、下端は下アームの傾斜に倣って傾斜している。更に請求項３の発明は、請求項１又は２において、各アームがそれぞれ角形鋼管からなっている点に特徴を有する。

請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかの構成を従来公知のコンバインに適用したもので、この発明では、前記ブラケット装置には、平面視でブラケット装置と略平行でかつ略水平状に延びる第１筒体が、その軸心回りに回転可能な状態で取付けられており、この第１筒体の内部に、刈取部に動力を伝達するための第１駆動軸が同心状に配置されており、前記第１筒体には、当該第１筒体と略直交した姿勢で刈取部に向けて延びる第２筒体が固着されており、この第２筒体の内部に、ベベルギアを介して第１駆動軸の回転が伝達される第２駆動軸が同心状に配置されている。

更に、前記第２駆動軸のうち第１筒体から適宜離れた部位と、平面視で前後長手でかつ後端部を中心にして上下方向に回動するように走行機体に取付けられた油圧シリンダの前端とを相対回動可能に連結することにより、前記油圧シリンダの駆動によって刈取部が昇降することを許容している。

角形鋼管等の中空部材は断面係数が大きいため、同一断面積の中実材に比べて曲げ強度が大きい利点がある。他方、片持ち梁では荷重はモーメントとして作用するため、中空状アームに生じる応力は付け根部に行くに従って大きくなり、従って、中空状アームが１本だけであると、上下幅の大きいものを使用せざるを得ず、すると、特注品になってコストが嵩む虞がある。

これに対して本願発明のように構成すると、中空状アームが上下複数本あることと、上下の中空状アームが補強板で連結されていることとが相まって、中空状アームとして角形鋼管のように広く出回っている鋼材を使用しつつ高い強度（剛性）を確保できる。

更に述べると、複数のアームが補強板で連結されていることにより、アームと補強板とからなる梁状部がある程度の奥行き寸法を有する一種の箱型構造となり、このため、下向き荷重に対する剛性と、中空状アームをその軸心回りにねじるような外力に対する剛性との両方を確保できるのである。よって、製造コストを抑制できるブラケット装置を、軽量で強度に優れた状態で提供できるのである。また、補強板に各種の部材（例えば実施形態のストッパー）を取り付けることができる利点もある。

上下の中空状アームを水平状に配置することも可能であるが、片持ち梁は自由端に行くに従って曲げ応力は小さくなるため、請求項２のように下方の中空状アームを傾斜させると、軽量化した状態で高い強度を確保することができて特に好適である。更に、中空状アームとしては例えば丸パイプを使用することも可能であるが、請求項３のように中空状アームとして角形鋼管を使用すると、加工が容易であるのみならず、補強板との密着面積を大きく取れるため強度的にも優れている。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).第１実施形態の概要
図１〜図１０では第１実施形態を示している。この実施形態は４条刈りの乗用型コンバインに適用している。図１はコンバインの全体の斜視図であり、まず、この図１に基づいて概要を説明する。

コンバインは、クローラ２を有する走行機体１と、その前方に高さ調節可能に配置された刈取部（前処理部）３とを備えており、走行機体１と刈取部３とで車体が構成されている。走行機体１の略前半部のうち右側の部分にはオープン方式の操縦室（操縦エリア）４が形成されており、操縦室４の左側には脱穀部５が配置されており、更に、操縦室４の後方にはグレンタンク６を設けている。符号７はオーガである。

操縦室４には操縦席（椅子）８を設けており、走行機体１のうち操縦室４の前方にはフロントコラム９を介してハンドル１０が配置されており、操縦室４の左側には、走行変速や作業状態を切り換えるためのレバー類を配置した操作ユニット１１をが配置されている。操縦室４の右側にはサイドカバー１２が配置されている。

操作ユニット１１には、刈取作業時に使用する主変速モードを選択するための主変速レバー、路上走行時に使用する副変速モードを選択するための副変速レバー、刈取部３を昇降させるためのレバー、オーガ７の駆動を行うレバー等のレバー類が配置されている。

刈取部３は、フロントカバー１３、分草体１４、タイン１５が取付けられた掻き上げ用チェン（図示せず）、カッター（図示せず）等を備えている。

図２に示すように、刈取部３は、その左端後端部を中心にして操縦室４と反対側の外側に水平回動（旋回）させることができる。刈取部３を水平回動させるための構造（換言すると刈取部３を走行機体１に取付ける構造）を図３以下の図面に基づいて説明する。

(2).刈取部の取付け構造と駆動系の概要
次に、刈取部３の取付け構造と動力伝達機機構の概略とを図３のスケルトン図に基づいて説明する。刈取部３に対する動力伝達機構は従来と同様であり、図３に概略を示すように、第１筒体１７にこれと同心姿勢で内蔵した第１駆動軸１８、第１筒体１７に固定された第２筒体１９、第２筒体１９にこれと同心姿勢で内蔵した第２駆動軸２０を備えており、第１駆動軸１８にはプーリ２１及びベルト２２を介して機体側出力軸２３から動力が伝達される。第２駆動軸２０にはベベルギア２４を介して第１駆動軸１８から回転力が伝達される。

刈取部３は、駆動系として左右横長の第３駆動軸２５を備えており、第３駆動軸２５にベベルギア２４を介して第２駆動軸２０から回転力が伝達され、更に、第３軸２５からは、下部搬送用やカッター駆動用の駆動軸にベベルギアを介して回転動力が伝達される。また、第１筒体１９には略上向きに延びるギアボックス２７が固定されており、第１駆動軸１８の回転動力がギア群やチェンを介して左右横長の上部搬送用駆動軸２８に伝達される。なお、動力伝達機構そのものは本願発明とは直接には関係ないので詳述しないが、必要なら例えば特開平２００４−９７０３８号公報を参照されたい。

第１筒体１７はその軸心回りに回転可能な状態でブラケット装置２９に取付けられており、ブラケット装置２９は、機体フレーム（シャーシ）３０の左前端部に立設した鉛直支軸３１に水平回動可能に装着されている。従って、第２筒体１９は第１筒体１７を中心にして上下方向に回動可能であり、かつ、第２筒体１９のうち回動中心から離れた部分に軸受けリブ３２を設け、この軸受けリブ３２には、前後方向に延びる昇降用油圧シリンダ３３のピストンロッド３３ａに左右横長のピン３４で連結されている。昇降用油圧シリンダ３３の後端は機体フレーム３０に設けた軸受け部材３５にピンで回動可能に連結されている。

刈取部３を開き回動するときには、前提の作業として、昇降用油圧シリンダ３３と第２筒体１９とを連結しているピン３４を抜き外すと共に、機体側出力軸２３のプーリと第１駆動軸１８のプーリ２１とに巻き掛けているベルト２２を外すことになる。

(3).取付け構造の詳細
次に、第１筒体１７及び第２筒体１９の取付け構造の詳細を図４以下の図面を参照して説明する。

図４は主要部材を示す分離斜視図、図５は一部部材を省略した要部の正面図、図６は要部の分離正面図、図７のうち（Ａ）は一部部材を省略した要部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）の部分的な断面図、図８のうち（Ａ）は一部部材を省略した状態での図７の VIIIA-VIIIA視断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視断面図、図９は図６の IX-IX視図、図１０は図５の X-X視断面図である。

例えば図４，５，８に示すように、ブラケット装置２９は、鉛直支軸３１に回転自在に嵌まった上ブッシュ３７としたブッシュ３８とを備えており、上ブッシュ３７に上向き突設した上向き開口半割り状の下軸受け部３９とこれにボルト３９ａで固定された下向き開口半割り状の上軸受け部４０とにより、正面視で第２筒体１９の右端部を回転可能に支持している。上軸受け部４０は鉛直支軸３１の軸心よりも手前側に位置している。なお、図７では上ブッシュ３７の下軸受け部３９は省略している。

上下ブッシュ３７，３８は上下に間隔を空けた状態で配置しており、鉛直支軸３１のうち上下ブッシュ３７，３８の間の部位と機体フレーム３０とに側面視後傾状の補強軸（つっかい軸）３６が溶接によって固着されている。上ブッシュ３７は一体構造であるが、下ブッシュ３８は補強軸３６の存在によって一体構造にできないので２つ割り方式になっており、ボルト３８ａで一体に固定されている。補強軸３６は丸パイプを使用しているが、角形鋼管やチャンネル材との各種の素材を使用できる。

上下のブッシュ３７，３８には、１枚のベース板４１がボルト４２で固定されており、このベース板４２に上下２本のアーム４３，４４の端部が溶接によって固着されている。ベース板４１には前後の折り曲げ片４１ａが形成されている。このため剛性がアップしている。

アーム４３は角形鋼管を使用しており、上アーム４３は水平状に姿勢である一方、下アーム４４はベース板４１から離れるに従って高さが高くなるように傾斜しており、両アーム４３，４４の先端部は密接している。そして、両アーム４３，４４の先端に鋼板製の端板４５を溶接によって固着し、この端板４５に鋳物製等の軸受け部材４７をボルト４８で固定している。軸受け部材４７には、正面視で第２筒体１９の左端部が嵌まる軸受け穴４６が形成されている。

軸受け部材４７は補強リブ４７ａを有している。また、軸受け部材４７の下端には前後に張り出した底板４７ｂを形成している一方、機体フレーム３０のうち刈取部３が閉じ状態のときに軸受け部材４７の下方に位置する部位に支柱４９を立設し、支柱４９の上端に設けた支持板５０に軸受け部材４７の底板４７ｂをボルト５１で固定している。このように、軸受け部材４７を支柱４９に固定することにより、刈取部３は閉じた状態に保持されか、かつ、刈取部３を閉じた状態でアーム４３，４４に荷重（モーメント）が掛かることはない。

上下のアーム４３，４４の前後両面には、鋼板製の補強板５２が溶接によって固着されている。このため、ブラケット装置３９の剛性が格段に向上し、支持強度を飛躍的に増大できる。

第１駆動軸１８は第１筒体１７に回転自在に支持されており、第１筒体１７から露出した端部に２つのプーリ２１が固定されている。また、第１筒体１７には、ベベルギア２４を覆うボックス部１７ａが形成されており、このボックス部１９ａに既述したギアボックス２７が固定されている。

図６や図９に示すように、第２筒体１９は第１筒体１７のボックス部１７ａにボルト５３でフランジ結合されている。いうまでもないが、第２駆動軸２０は第１筒体１７に形成した軸受け部に回転自在に支持されている。第２筒体１９における軸受けリブ３２の具体的な形態は例えば図９に示している。昇降用油圧シリンダ３３と連結するピン３４は挿脱を容易ならしめるための把手部３４ａを備えている。図示していないが、ピン３４は通常はボルト（図示せず）で軸受けリブ３２に固定されている。

刈取部３を開き回動させるためにピン３４を抜き取ると、刈取部３に対する支持が解除されるため、ピン３４を抜き取った状態で刈取部３を下降しない状態に保持する支持手段が必要である。そこで本実施形態では、ブラケット装置２９の手前側の補強板５２に、軸受け５４及び鉛直状のピン５５を介してアーム状のストッパー（受け部材）５６が水平回動自在に取付けられている一方、第２筒体１９には、ストッパー５６で支持される受け部５７を突設している。

例えば図８に示すように、ストッパー５６の先端部５６ａは斜め上向き姿勢になっている一方、第２筒体１９の受け部５７には、ストッパー５６の先端５６ａが下方から嵌まり込む凹所５７ａを形成している。このため、刈取部３の重量によってストッパー５６と受け部５７との嵌まり状態が保持され、嵌まり合い状態が不測に解除されることはない。

刈取部３を閉じている通常状態ではストッパー５６は使用されない。そこで、補強板５２に重なった不使用姿勢と補強板５２から手前側に延びる使用姿勢とを選択的に保持するため、ばね５８を設けている。このばね５８は、ストッパー５６の前後中途部に突設した軸５９と前記した支柱４９と間に装架されている。

この場合、使用姿勢と不使用姿勢とでばね５８がストッパー５６の回動中心を超える支点超えさせることにより、ストッパー５６がばね５８が使用姿勢と不使用姿勢とに選択的に保持されるように設定している。また、ストッパー５６には、補強体５２から手前側に張り出した使用姿勢にすると補強板５２の前面に当たる姿勢保持部５６ａを一体に設けている。

(4).まとめ
既述のとおり、刈取部３を開き回動させるには、まず、ストッパー５６を手前側に回動させて第２筒体１９を受け、その状態で、第２筒体１９と昇降用油圧シリンダ３３とを連結していたピン３４の抜き取り、第１駆動軸１８に動力伝達するためのベルト２２の取外し、ブラケット装置２９を支柱４９に固定していたボルト５１の取外し、という作業を行うことになる。

そして、刈取部３を開き回動していない通常の状態では、ブラケット装置２９の先端は支柱４９に固定されているため、刈取部３の重量がブラケット装置２９に荷重として作用することはない。

他方、メンテナンス等のために刈取部３を開き回動させると、刈取部３の重量はブラケット装置２９で支持される。この場合、ブラケット装置２９は上下のアーム４３，４４と補強板５２とが一体化した頑丈な構造であるため、刈取部３に車輪を設けなくても安定した状態で支えることができる。また、アーム４３，４４は中空であるため、頑丈な構造でありながら全体として軽量化できる。

(5).第２〜第４実施形態（図11〜図13）
図１１〜１２では第２実施形態を示している。図１１は要部の正面図、図１２は図１１の XII-XII視断面図である。この実施形態は、鉛直支軸３１に対するブラケット装置２９の取付け構造の別例であり、下ブッシュ３８を平面視コ字状に形成して、その内部に、鉛直支軸３１の外周面に当たるスライダー６１を設けてい。この例ではベース板４１は下ブッシュ３７に溶接している。このため、強度においても優れている。

ブラケット装置２９に作用した荷重は、上ブッシュ３７に対しては図１１に矢印Ａで示すように正面視で鉛直支軸３１の右面側への押圧力として作用し、下ブッシュ３８に対しては、図１１に矢印Ｂで示すように正面視で鉛直支軸３１の左面側への押圧力として作用するので、下ブッシュ３８は円筒状に形成しなくても、この第２実施形態のような形状で足りる。そして、下ブッシュ３７は鉛直支軸３１に対して半径外側から嵌めるだけで良いため取付け作業が極めて簡単であり、また、重量軽減にも寄与できる。下ブッシュ３７をスライダー６１のみの構造とすることも可能である。

図１３（Ａ）に示す第３実施形態では、補強板５２を左右複数に分離している。この例から容易に理解できるように、補強板５２は複数枚存在していても良い。また、図示していないが、補強板５２をベース板４１又は端板４５と一体化する（１枚板で構成するか溶接する）ことも可能である。

図１３（Ｂ）及び（Ｃ）に示す第４実施形態はアーム４３，４４としてチャンネル材を使用した例であり、（Ｂ）ではアーム４３，４４は相対向する方向に開口しており、（Ｃ）では上下アーム４３，４４は前後逆向きに開口している。この例から理解できるように、中空状アームの「中空状」は、断面形状が完全に閉じた筒体の他に溝型も含んでいる。

(6).第５実施形態（図14）
ところで、前記特許文献１を初めとして従来のコンバインでは鉛直支軸３１は完全な鉛直姿勢になっている。従って、刈取部３の回動支軸は理論上は鉛直になるのであるが、実際には、鉛直支軸３１とブッシュとの間のクリアランスや部材の撓み等のため、刈取部３を開き回動させると、２つ割り式軸受け部材から第１筒体が外れると同時に刈取部が僅かながら落ち込む傾向を呈する。このため、刈取部を開閉するに際しては、開きはじめと閉じ終える時とに刈取部をやや持ち上げる必要があり、これが手間であった。

この点に対して図１４に示す第５実施形態では、走行機体の正面視で鉛直支軸３１を鉛直線Ｏ１に僅かに後傾させることで対処している。すなわち、鉛直支軸３１を後傾させると、ブラケット装置２９の回動軸心Ｏ２も後傾するため、（Ｂ）に誇張して示すように、刈取部を開き回動させると刈取部３は浮き上がり気味となり、このため、刈取部３を持ち上げなくても軸受け部材４７を支柱４９に載せ降ろしすることが可能になる。

説明の便宜のため（Ａ）では鉛直支軸３１の後傾角度を大きく表示し、また、（Ｂ）では軸受け部材４７の浮き上がりを大きく表示しているが、実際には鉛直支軸３１の後傾角度は僅か（１度程度）で良い。敢えて述べるまでもないが、このように鉛直支軸３１を後傾させることはそれ自体で独立した発明たり得るものであり、また、必ずしも刈取部の取付けには限らず、農業機械において片持ち梁状の部材を支持する構造に広く適用できる。

上記した各実施形態では上下２本の中空状アームを使用しているが、３本以上の中空状アームを使用しても良い。

本願発明にを適用したコンバインの全体斜視図である。 刈取部を開いた状態でのコンバインの平面図である。 刈取部３取付け構造と動力伝達機機構の概略を示すスケルトン図である。 主要部材を示す分離斜視図である。 一部部材を省略した要部の正面図である。 要部の分離正面図である。 （Ａ）は一部部材を省略した要部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）の部分的な断面図である。 （Ａ）は一部部材を省略した状態での図７の VIIIA-VIIIA視断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視断面図である。 図６の IX-IX視図である。 図５の X-X視断面図である。 第２実施形態の要部正面図である。 図１１の XII-XII視断面図である。 第３〜第４実施形態を示す図である。 第５実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 走行機体
３ 刈取部
１７ 第１筒体
１８ 第１駆動軸
１９ 第２筒体
２０ 第２駆動軸
２９ ブラケット装置
３２ 軸受けリブ
３３ 昇降用油圧シリンダ
３７，３８ ブッシュ
４１ ベース板
４３，４４ アーム
４５ 端板
４６ 軸受け部材
５２ 補強板

Claims (4)

1. 操縦席及び脱穀部を有すると共にエンジンを搭載した走行機体と、前記走行機体の前方に配置された刈取部とを備えており、走行機体の前部のうち左端寄り部位又は右端寄り部位に起立姿勢の鉛直支軸を立設しており、この鉛直支軸に、前記刈取部を支持した状態で水平回動し得る片持ち梁状のブラケット装置が装着されているコンバインであって、
   前記ブラケット装置は、前記鉛直支軸に回転自在に嵌まったブッシュと、ブッシュから半径外向き方向に延びる上下複数本の中空状アームとを備えており、前記上下複数本の中空状アームを、それら中空状アームの片面又は両面に固着された補強板によって連結している、
   コンバイン。
2. 前記ブラケット装置は上下２本の中空状アームを備えており、上方の中空状アームは水平状に配置されている一方、下方の中空状アームは、ブッシュに対する取付け箇所が最も低くて自由端に行くに従って高さが高くなるように傾斜させており、更に、前記補強板は、その上端は水平状に延び、下端は下アームの傾斜に倣って傾斜している、
   請求項１に記載したコンバイン。
3. 前記各アームはそれぞれ角形鋼管からなっている、
   請求項１又は２に記載したコンバイン。
4. 前記ブラケット装置には、平面視でブラケット装置と略平行でかつ略水平状に延びる第１筒体が、その軸心回りに回転可能な状態で取付けられており、この第１筒体の内部に、刈取部に動力を伝達するための第１駆動軸が同心状に配置されており、前記第１筒体には、当該第１筒体と略直交した姿勢で刈取部に向けて延びる第２筒体が固着されており、この第２筒体の内部に、ベベルギアを介して第１駆動軸の回転が伝達される第２駆動軸が同心状に配置されており、
   更に、前記第２駆動軸のうち第１筒体から適宜離れた部位と、平面視で前後長手でかつ後端部を中心にして上下方向に回動するように走行機体に取付けられた油圧シリンダの前端とを相対回動可能に連結することにより、前記油圧シリンダの駆動によって刈取部が昇降することを許容している、
   請求項１〜３のうちの何れかに記載したコンバイン。

Images